轧钢自动化-酸轧联合机组方案n

2022/10/18酸轧联合机组机架控制

2020-02-11主要内容容液压辊缝缝控制，，简称为为HGC((HydraulicGapControl),,或者RGC（RollGapControl)。机架间张张力控制制，简称称ITC((InterstandTensionControl)。自动厚度度控制，，简称AGC((AutomaticGaugeControl)。2020-02-11系统结构构（外环环－内环环）2020-02-11内外环结结构2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）主要内容容概述：检检测及执执行单元元等；控制模式式：辊辊缝控制制，轧制制力控制制；控制技术术：伺伺服阀特特性补偿偿，泄漏漏检测等等；辊缝标定定；机架安全全；2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）概述液压辊缝缝控制功功能（HGC）主要实实现机架架的辊缝缝或轧制制力控制制，以及及倾斜控控制或轧轧制力差差控制。。每个机架架安装有有两个液液压推上（压下））缸，一一个在操操作侧，，一个在在传动侧侧；液压压缸位置置通过安安装在每每个液压压缸内的的sony磁尺进行行检测。。轧制力力则通过过轧制力力仪或者者推上缸缸主油路路的压力力传感器器进行检检测。缸固定，，活塞运运动。每每个活塞塞的运动动由液压压回路的的油流量量确定，，伺服阀阀控制油油流量，，伺服阀阀线圈电电流设定定来自控控制器的的模拟输输出。轧制线2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）概述比例伺服服阀：200L/min，快速打打开；伺服阀：：90L//min，精细调调节；2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）辊缝控制制：对于两侧侧辊缝，，实际辊辊缝＝＝零辊辊缝位置置－实实际位位置。其其中，““零辊缝缝位置””来自标标辊程序序，作为为辊缝计计算的基基准点；；零辊缝位位置：类类似使用用“增量量编码器器＋接近近开关””测量位位置时的的接近开开关，简简单地说说，即把把两侧的的轧制力力均加载载至300ton（人为定定义）时时，测得得的液压压缸的位位置。例例如，加加载完毕毕，假设设两侧的的磁尺位位置读数数为50mm，那么此此50mm即为零辊辊缝位置置，定义义此处的的辊缝为为0；当液压压缸下降降，磁尺尺位置读读数为40mm时，此时时两侧辊辊缝＝50mm－40mm，即10mm；辊缝标定定平均辊缝缝即两侧侧辊缝的的算术平平均值，，辊缝倾倾斜即传传动侧辊辊缝减去去操作侧侧辊缝所所得差值值（人人为定义义）；2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）轧制力控控制：实际轧制制力由轧轧制力仪仪测量或或者根据据安装在在液压油油路中的的压力传传感器检检测信号号进行计计算。使用压力力传感器器计算，，单侧液液压缸推推上力＝＝该侧液液压缸活活塞侧油油压*活活塞侧横横截面积积－该该侧液液压缸杆杆侧油压压*杆侧侧横截面面积；单侧轧制制力＝该该侧液液压缸推推上力－－（下支支撑辊重重量＋下下中间辊辊重量+下工作辊辊重量））/2－弯辊力力；液压辊缝缝控制－－概述总轧制力力即两侧侧轧制力力之和，，轧制力力差即传传动侧轧轧制力减减去操作作侧轧制制力所得得差值（（人为定定义）。。2020-02-11液压辊缝缝控制控制模式式单独辊缝缝控制－位置模模式，以以各侧的的辊缝作作为控制制对象（（分别闭闭环控制制），，用于辊辊缝标定定及单缸缸调试；；单独轧制制力控制制－轧制力力模式，，以各侧侧轧制力力作为控控制对象象（分别别闭环控控制），，用于辊辊缝标定定；平均辊缝缝控制－位置模模式，以以平均辊辊缝作为为控制对对象，用用于位置置模式轧轧制；总轧制力力控制－轧制力力模式，，以总轧轧制力作作为控制制对象，，用于轧轧制力模模式轧制制；通常常应用于于末机架架的光整整模式；；2020-02-11液压辊缝缝控制控制模式式倾斜控制制－控制制倾斜，，用于位位置模式式轧制；；轧制力差差控制－－控制轧轧制力差差，用于于轧制力力模式轧轧制；模式切换换保证切换换的互斥斥性；通过赋值值当前值值＋斜坡坡函数实实现辊缝缝控制和和轧制力力控制之之间的无冲击切切换！！2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）伺服阀特特性补偿偿伺服阀的的流量与与其入口口、出口口间压力力差的平平方根成成正比，，使得伺伺服阀在在控制系系统表现现为一个个非线性性环节，，并导致致整个伺伺服系统统响应变变慢。为为了补偿偿这一非非线性环环节，可可以通过过对伺服服阀输出出乘以一一个可变变增益来来实现：：其中，Ps为系统压压力，△△P为伺服阀阀入出口口压力差差。由于进出出油两种种情况下下入出口口压力差差不同，，所以补补偿增益益也需要要分两种种情况考考虑2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）PsPmP=Ps-PmPmP=Pm到油箱PsPmP=Ps-PmPb到油箱PsPmP=Ps-PbPb到油箱3-way4-way油流动方向移动位置伺服阀特特性补偿偿2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）伺服阀泄泄露检测测伺服阀在在长期运运行后其其性能将将逐渐下下降，泄泄漏（或或称零漂漂）增加加。通过过一个偏偏差积分分单元监监测伺服服阀的泄泄漏情况况，当泄泄漏检测测值到达达一定的的限幅值值后，伺伺服阀报报警，提提示更换换伺服阀阀；参考值恒恒定检查RefErrOutSat2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）伺服输出出PID调节器伺服阀参参考值位置参考考值位置反馈馈伺服阀流流量线性化补补偿PsPm伺服阀泄泄露补偿增益选择择2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）控制输出出当采用平平均辊缝缝控制时时：传动侧输输出＝平平均辊缝缝控制环环输出＋＋倾斜控控制环输输出；操作侧输输出＝平平均辊缝缝控制环环输出－－倾斜控控制环输输出；当采用总总轧制力力控制时时：传动侧输输出＝总总轧制力力控制环环输出＋＋轧制力力差控制制环输出出；操作侧输输出＝总总轧制力力控制环环输出－－轧制力力差控制制环输出出；液压辊缝缝控制（（RGC）2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）辊缝标定定辊缝标定定的目的的就在于于找到各侧侧的零辊辊缝位置置辊缝计算算，为辊缝缝计算提提供参考考点；酸酸轧机组组中的机机架标定定分为有有无带钢标标定和有带钢标标定两种；无带钢标标定有带钢标标定2020-02-11液压辊缝缝控制（（RGC）机架安全全辊缝锁定定急停按钮钮；“机架锁锁定”按按钮；辊缝倾斜斜（轧制制力差））超限；；检测元件件（SONY磁尺，压压力传感感器）故故障伺服阀（（泄漏检检测，阀阀芯反馈馈等）故故障；辊缝快开开上游发生生断带；；拍下辊缝缝快开按按钮；轧制力超超限；液压站故故障；机架卸荷荷有快开请请求，同同时，伺伺服系统统（检测测元件，，执行元元件，液液压站））故障；；机架间张张力控制制（ITC))系统结构构速速度张力力模式/辊缝张力力模式2020-02-11机架间张张力控制制（ITC))速度张力力模式穿带期间间采用速速度张力力模式；；另外对对于4-5机架间张张力，当当末机架架工作于于光整模模式时，，采用速速度张力力模式；；速度张力力模式又又分为张张力连续续和张力力极限两两种方式式。张力连续续指张力力控制器器连续调调节使张张力保持持为恒值值；张力极限限指张力力控制器器仅在张张力超限限时进行行调节，，当张力力调回目目标区间间时，控控制器被被保持。。辊缝张力力模式轧制期间间（>36m/min）采用辊辊缝张力力模式速速度张力力模式；；辊缝张力力模式采采用张力力极限方方式；2020-02-11机架间张张力控制制（ITC))2020-02-11机架间张张力控制制（ITC))控制说明明；以1-2机架间张张力控制制为例：：当穿带带进入ST2后，1-2之间设定定为穿带带张力，，采用张张力连续续方式，，使带钢钢保持REF恒定，防防止带钢钢跑偏。。穿带进进入ST3后，1-2间张力为为设定张张力，采采用张力力极限方方式进行行控制，，当实际际张力位位于（TMIN,TMAX）内时，，控制器器不调节节，当张张力波动动至（TMIN,TMAX）以外时时，控制制器投入入，调节节张力进进入（TL2,,TH2）区间时时，控制制器被保保持。开始轧制制，辊缝缝张力模模式下，，采用张张力极限限方式，，当实际际张力位位于（TL1,,TH1）内时，，控制器器不调节节，当张张力波动动至（TL1,,TH1）以外时时，控制制器投入入，调节节张力进进入（TL2,,TH2）区间时时，控制制器被保保持。自动厚度度控制（（AGC))系统结构构模式１：：第五机机架-光辊2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))系统结构构模式2：第五机机架-毛辊（光光整模式式）2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGCC1机架前馈馈（FF1))前馈控制制用于补补偿入口口来料厚厚度的动动态偏差差。入口口测厚仪仪采样测测量一段段未轧带带钢的偏偏差（该该测量段段长度可可调），，然后跟跟踪该测测量段至至其通过过C1辊缝时，，通过比比例调节节器输出出调整C1机架辊缝缝，同时时对C1机架前张张力辊速速度进行行修正，，以补偿偿辊缝调调节引起起的张力力波动，，并保持持进入C1机架的金金属秒流流量恒定定。2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGCC1机架反馈馈（FB1))反馈控制制用于获获得带钢钢所需的的绝对出出口厚度度。C1机架余下下的带钢钢厚度偏偏差由出出口测厚厚仪THG1进行测量量，取采采样段内内测量值值的平均均值作为为实际厚厚度偏差差（采样样段长度度可调，，如可取取出口测测厚仪与与C1辊缝的距距离）。。厚度偏偏差经过过一个积积分控制制器后作作用于C1机架辊缝缝，直到到出口偏偏差为零零。同样样地，在在调节C1辊缝的同同时对C1机架前张张力辊速速度进行行修正，，以补偿偿辊缝调调节引起起的张力力波动，，并保持持进入C1机架的金金属秒流流量恒定定。该积分控控制器通通过改变变积分增增益进行行优化，，积分增增益由控控制系统统的纯滞滞后时间间决定，，该纯滞滞后时间间为采样样段带钢钢从辊缝缝至出口口测厚仪仪的时间间延迟，，因此在在算法中中引入了了速度，，辊缝和和测厚仪仪间的距距离越短短，系统统滞后时时间越短短，反馈馈厚度控控制质量量就越好好。2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGC2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGCC1机架秒流流量（MFC1)由于前馈馈控制是是开环控控制，要要求系统统模型参参数准确确性，很很难完全全消除厚厚差。而而反馈控控制虽然然是闭环环控制，，却存在在由于系系统带有有纯滞后后环节而而响应缓缓慢的问问题。而而秒流量量控制则则解决了了上述两两种控制制方式的的不足，，兼具了了准确性性和快速速性。秒流量控控制能够够计算出出带钢在在辊缝中中变形的的带钢单单元出口口厚度值值。根据据秒流量量方程:h1＝v0/v1××（H0+h0）－H1式中：v：带钢实实际速度度（由激激光测速速仪测得得）H：带钢厚厚度设定定值h：带钢厚厚度偏差差所以不再再需要等等待带钢钢出口由由轧机出出口测厚厚仪测得得的厚度度值，这这种控制制方式能能够对入入、出口口厚度偏偏差作出出快速反反应，避避免了辊辊缝与出出口测厚厚仪的时时间延迟迟。2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGC2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－入口AGCC2机架前馈馈（FF2))C1机架后余余留的厚厚度偏差差被测厚厚仪THG1记录下来来，存入入存储器器缓冲区区中，并并跟踪至至C2机架的辊辊缝，然然后转换换成适当当的速度度修正应应用到C1机架和入入口张力力辊中，，以保持持进入C2机架的秒秒流量恒恒定。为为了尽量量减少C1-C2机架间张张力的波波动，C2机架辊缝缝控制需需根据速速度修正正成比例例地同时时进行调调整。同C1机架前馈馈一样，，控制信信号也需需经过跟跟踪（FIFO)输出给C1机架和入入口张力力辊速度度控制进进行修正正。2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－出口AGC出口反馈馈（FB5S/FB4R))FB5S:该模式用用于最后后一个机机架采用用的光辊辊轧制。。利用C5出口测厚厚仪产生生的厚度度偏差信信号作为为反馈控控制的修修正信号号作用于于C5机架的速速度修正正，由于于C4-C5间张力设设定总是是保持恒恒定（张张力控制制中，允允许张力力实际值值在设定定值上下下的一个个范围内内，此时时张力调调节闭环环无输出出），所所以需要要C5机架的辊辊缝控制制的同步步调整以以补偿速速度调节节引起的的过大的的张力波波动。。。FB4R:以下两种种情况时时采用模模式2：第一，，当来料料板形不不好，而而所轧产产品厚度度及硬度度用4台轧机轧轧制就能能到达所所需出口口厚度，，最后机机架就相相当于平平整或光光整机架架；第二二，C5采用毛辊辊轧制。。末机架的的轧制力力保持常常数，C5出口测厚厚仪产生生的厚度度偏差信信号作为为反馈控控制的修修正信号号作用于于C4机架的速速度；为为了保持持与C5机架以及及卷取机机的速度度关系，，由厚度度控制给给出的速速度偏差差也必须须应用到到C5机架以及及卷取机机的速度度控制上上。为使C3-C4间张力设设定总是是保持恒恒定，需需要C4机架辊缝缝控制的的同步调调整以补补偿速度度调节引引起的过过大的张张力波动动。2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－出口AGC监控AGC（Monitor)出口反馈馈的输出出量改变变了C4机架和C5机架的工工作状态态。由于于希望C4机架和C5机架尽量量保持相相对稳定定的工作作状态，，因此对对出口反反馈的调调节量作作了限幅幅，监控控AGC将出口反反馈的““超限限”部分分补偿转转给入口口AGC进行调节节。在监控AGC中，对出出口AGC输出值超超出限幅幅部分进进行积分分。与C1机架反馈馈类似，，该积分分器通过过C1机架到C5机架出口口测厚仪仪传输时时间进行行了优化化。监控控AGC的输出分分解为以以下两部部分：－C1机架速度度－C1出口测厚厚仪的厚厚度偏差差最终的结结果是改改变进入入机架的的金属秒秒流量；；2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－偏心补补偿偏心补偿偿为了弥补补轧辊热热膨胀、、磨损、、弹性变变形造成成的轧辊辊偏心对对辊缝的的周期性性影响，，使轧辊辊在受力力和受热热轧制时时，仍能能保持平平直的辊辊缝，采采用了轧轧辊偏心心补偿。。偏心信号号有三种种方式：：一是入入口张力力，将张张力通过过转换系系数（DF_DT）转换成成轧制力力参与计计算得到到偏心信信号；二二是出口口厚度；；三是直直接选择择轧制力力作为偏偏心输入入信号来来参与计计算。将偏心信信号按照照傅里叶叶级数展展开：，其中：恒定轧制制力

：支撑辊转转动角速速度2020-02-11自动厚度度控制（（AGC))－偏心补补偿偏心补偿偿因此补偿偿信号主主要有6个谐振器器组成，，其中3个用于上上支撑辊辊，3个用于下下支撑辊辊；对于每组组3个谐振器器，分别别用于一一次谐波波（基波波）、二二次谐波波、三次次谐波的的获取，，根据过过去周期期